串行通信接口及应用.

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1、第11章串行通信接口及应用教学提示：串行通信是指将数据在信号通路上一位一位地顺序传送，每一位数据占据一个固定的时间长度。而串行接口就是完成串行通信传输任务的接口。串行通信速度不如并行通信，但是串行通信具有抗干扰能力强、接口相对简单、成本低等诸多优点，所以在远程计算机通信系统中，采用串行通信方式特别适合。教学要求：本章主要让学生了解串行通信的基本知识和各种通信接口标准。重点掌握可编程串行通信接口芯片8250的结构、功能及编程应用。11.1串行通信基础在并行通信中，所用的数据传输线较多，因此不适合长距离传输。而串行通

2、信所需的传输线较少，所以采用串行通信方式可以节省传输线。在数据位数较多，传输距离较长的情况下，这个优点更为突出，可以降低成本。11.1.1串行通信数据传送方式在串行通信中，按照数据在通信线路上的传输方向，可以分为单工通信、半双工通信和全双工通信。1.单工通信单工通信是指数据信号仅允许沿一个方向传输，即由一方发送数据，另一方接收数据，如图11.1所示。无线电广播就是单工通信方式。2.半双工通信半双工通信是指通信双方都能接收或发送，但不能同时接收和发送的通信方式。在这种传送方式中，通信双方只能轮流地进行发送和接收，即

3、A站发送，B站接收；或B站发送，A站接收，如图11.2所示。对讲机系统就是采用半双工通信方式的。ABAB发送器发送器发送器接收器接收器接收器图11.1单工通信图11.2半双工通信3.全双工通信全双工通信是指通信双方在同一时刻可以同时进行发送和接收数据，如图11.3所示。双工需要两条传输线。目前，在计算机网络通信系统中就是采用全双工通信的。第11章串行通信接口及应用·307·AB发送器接收器接收器发送器图11.3全双工通信11.1.2串行通信协议在串行通信中，为了正确地传输每一个字符和字符中的每一位信息，必须要保证

4、发送端和接收端同步工作。根据数据的收发方式，串行通信协议可分为异步通信协议和同步通信协议两种。1.异步通信协议异步通信协议采用的数据格式是每个字符都按照一个独立的整体进行发送，字符的间隔时间可以任意变化，即每个字符作为独立的信息单位(帧)，可以随机地出现在数据流中。所谓“异步”，就是指通信时两个字符之间的间隔事先不能确定，也没有严格的定时要求。异步通信协议规定的传输格式由1位起始位、5～8位数据位、1位奇偶校验位、1～2位停止位和若干个空闲位等组成，如图11.4所示。其中，起始位是表示字符的开始，通知接收方开始接

5、收数据；停止位是表示字符传输的结束。图11.4异步串行通信数据格式在串行通信中，传输速率是指单位时间内传送的二进制数据的位数，也称波特率，单位是位/秒(b/s，也称bps)。常用的波特率有110、300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400等。字符速率是指每秒钟传送的字符数，它与波特率是两个相关但表达的意义不相同的概念。例如，若异步通信的数据格式由1位起始位、8位数据位、1位奇偶校验位、2位停止位组成，波特率为2400b/s，则每秒钟能够最多传送2400÷(1＋8＋1＋2)＝20

6、0个字符。采用异步通信格式的优点是，控制简单，不需收发双方时钟频率保持完全一致，可以有偏差，纠错方便。其缺点是一旦传输出错，则需要重发，传输效率低，信息冗余大。2.同步通信协议在异步通信中，每传送一个字符，需要增加大约20%的附加信息位，即用起始位和停止位作为每个字符的开始和结束标志，占用了一些时间，降低了传输效率。因此在大批量数据传送时，为了提高速度，就要设法去掉这些标志，而采用同步传输。在同步传输时，信息以数据块(由多个字符组成)为单位进行传送，不仅字符内部位与位之间是同步的，而且字符之间的传送也是同步的，因

7、此，收发双方对时钟同步要求严格，所以设备也比较复杂，一般只用于需要高速大容量的通信场合。·307··308·微机原理与接口技术同步通信协议主要分为两种：一种是面向字符的同步通信协议，它的特点是把每个帧看作由若干个字符组成的数据块，并规定了一些特殊字符作为同步字符以及传输过程的控制信息；另一种是面向比特的同步通信协议，它的特点是把数据及控制信息看作为比特流的组合，靠约定的比特组合模式来标志帧的开始和结束。常见的同步通信协议格式如图11.5所示，主要有单同步格式、双同步格式、SDLC格式、HDLC格式和外同步格式。同

8、步字符数据信息CRC1CRC2(a)单同步格式同步字符1同步字符2数据信息CRC1CRC2(b)双同步格式标志符标志符01111110地址符8位数据信息CRC1CRC201111110(c)SDLC格式标志符地址符控制符标志符011111108位8位数据信息CRC1CRC201111110(d)HDLC格式数据信息CRC1CRC2(e)外同步格式图11.5常见的几种同步通